淺析差壓變送器的應用及日常維護

周 軍

國家能源集團寧夏煤業有限責任公司煤制油儀表管理中心 寧夏 銀川 750411

一、引言

在工業自動化生產中,差壓變送器在液位、壓差、流量等測量方面,得到了非常廣泛的應用,在自動控制系統中發揮著重要作用。在日常生產使用中,由于安裝、使用、維護人員的水平差異,往往會遇到的許多問題,一定程度上影響了生產的正常進行,甚至危及生產安全,因此對現場儀表維護人員的技術水平提出了更高要求。

二、差壓變送器的結構、原理及其應用

常用的差壓變送器有電容式和電阻式兩類,由于電阻式受環境溫度影響比較大,本文主要講述電容式差壓變送器。它利用單晶硅諧振傳感器,采用微電子表面加工技術,除了保證有效的測量精度外,還可實現抵制靜壓、溫漂對其影響。由于配備了低噪聲調制解調器和開放式通訊協議,目前的電容式差壓變送器可實現數字無損耗信號傳輸。

2.1 差壓變送器的結構 電容式差壓變送器主要由檢測部分、信號轉換及放大處理部分組成。檢測部分由檢測膜片和兩側固定弧形板組成,檢測膜片在壓差的作用下可軸向移動,形成可移動電容極板,并和固定弧形板組成兩個可變電容器。

2.2 差壓變送器的工作原理 工作時,高、低壓側的隔離膜片將過程壓力傳遞給填充液,接著填充液將壓力傳遞到傳感器中心的壓力膜片上。壓力膜片是一個張緊的彈性元件,其位移隨所受壓力的變化而變化,且位移量與壓力成正比。兩側的電容極板檢測壓力膜片的位置,壓力膜片和電容極板之間電容差被轉換成標準的4-20 mADC模擬量信號。

2.3 差壓變送器常見的幾種應用 差壓變送器最常見的應用就是測量流量、液位和差壓。

(1)與節流元件相結合,利用節流元件的前后產生的差壓值測量流量。(2)利用液體自身重力產生的壓差,測量液位。(3)直接測量管道、容器的差壓值。

三、差壓變送器的安裝、組態、量程遷移、零點校驗和投運

3.1 差壓變送器的安裝 由于差壓變送器用途不同,其安裝方式也有所區別。

安裝步驟如下：(1)安裝支架和表頭。根據具體的方向、位置要求,把變送器安裝在合適的位置,根據需要做好相應的防凍保溫措施。(2)導壓管配置。配置過程中要遵守橫平豎直的原則,以滿足正常的安裝標準。(3)連接管道、導壓管和表頭。注意卡套、接頭一定要緊固好,防止泄漏造成測量不準。

3.2 差壓變送器的電氣連接 電氣連接可分以以下幾步：(1)校線。聯系工程師站,確認現場接線箱正負極及線號正確,接地正常。(2)接線。打開表頭后蓋,將線纜從表頭上方一側的穿線孔穿進,緊固好格蘭;將線纜壓接到SIGNAL的“+”和“-”接線端子上并緊固。

3.3 差壓變送器的組態 為了使安裝好的差壓變送器在DCS上正常顯示,就需要用HART475手操器對其進行組態。組態內容包括檢查零點、量程,設置儀表位號、顯示形式、顯示單位、阻尼等參數,注意流量計組態時根據需要在表頭或者DCS上開方。

3.4 量程遷移、零點校驗 差壓變送器在投運前,必須進行零點校驗,有時候還需要對變送器量程進行遷移。量程遷移和零點校驗,分別有兩種方法可以進行：

3.4.1 使用HART通訊裝置 將變送器和HART連接好,找到相關菜單樹,直接遷移量程,但要注意不能更改量程范圍;零點不準的,清零前注意打開平衡閥和絲堵,關閉正負壓側截止閥,在HART 上找到相關菜單樹進行清零。

3.4.2 利用表頭上的零點調節按鈕(ZERO)和量程設置按鈕(SPAN)

松開變送器殼體上防爆牌的螺釘,旋轉防爆牌,露出零點(ZERO)和量程(SPAN)調節按鈕,注意選擇零點調節按鈕。調整變送器壓力,當輸出值為4 mA對應的壓力值時。按下零點調節按鈕2 秒鐘,檢查輸出是否變成4 mA。變送器表頭會顯示“ZERO? PASS”。

3.5 差壓變送器的投運 現場確認安裝、組態、零點以及量程正確,變送器顯示正常,可投用變送器。程序如下：先上緊絲堵,再關閉平衡閥,然后打開正、負壓側截止閥,最后再打開工藝一次手閥即可。

四、差壓變送器常見故障及處理方法

在實際生產中,由于被測介質具有腐蝕性、含有顆粒物以及粘度大、易凝固等問題,容易造成導壓管線腐蝕、堵塞,甚至出現砂眼;除此之外,由于差壓變送器三閥組、兩閥組、截止閥、排污閥等接點較多,導致泄漏點增多;另外,在差壓變送器的安裝過程中,由于取壓方式不對或引壓管安裝不符合要求,過程管道內的殘液、氣體、沉淀物或其它介質等進入導壓管內,都會造成變送器輸出偏大、偏小或者波動。下面對一些常見故障的原因及其處理方法做了一個簡單的歸納：(1)導壓管故障。檢查導壓管是否堵塞或有漏點,打開排污閥排污疏通導壓管或者消除漏點;檢查氣體導壓管內是否有凝液,液體導壓管內是否有氣體,打開排污閥排空;檢查截止閥是否開全,三閥組的平衡閥是否關嚴;必要時可改造取壓口位置,例如增加短接管抬高取壓口位置。(2)信號回路故障。檢查回路是否有間歇性短路、開路或接地現象;檢查接線端子是否生銹、腐蝕、電路板連接線接點是否牢固,有無虛接現象。(3)變送器電路板故障。檢查變送器電路板是否故障,或者用備用電路板代換檢查,判斷有故障的電路板并更換新的電路板。(4)檢查變送器膜盒是否鼓包,硅油是否流失,膜盒損壞的要及時更換變送器。(5)有沖洗水的,檢查沖洗水是否正常,判斷取壓口是否堵塞并調節沖洗水大小進行沖洗。(6)冬季氣溫低的,檢查取壓管是否加伴熱,沒有加伴熱的一定要加上伴熱。

五、結語

差壓變送器在使用過程中,由于所處環境、所測介質不一樣,以及受到周圍環境溫度的影響,都會對變送器的正常輸出產生影響。在日常維護方面,我們除了在安裝前根據工藝要求正確選用適當的型號外,還要加強日常巡檢、做好導壓管的防腐、保溫伴熱,定期對導壓管進行排污、疏通,以確保差壓變送器的正常運行。